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このコードの並列化に問題があります。クリティカル節を使用する必要があると思いますが、方法がわかりません...

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>

#define N4 5000
#define N5 5000
#define PIXMAX 10
#define NUM_THREADS 4

int i, j, k;
int histo[PIXMAX], image[N4][N5];

void calculate_histo(int *array, int matrix[N4][N5]) {

for(i=0; i<PIXMAX; i++) array[i] = 0;

    #pragma omp parallel
    {
        int array_private[PIXMAX];
        for(i=0; i<PIXMAX; i++) array_private[i] = 0;

        #pragma omp for
        for(i=0; i<N4; i++)
            for(j=0; j<N5; j++) {
                array_private[matrix[i][j]]++;
                                }
        #pragma omp critical
        {
            for(i=0; i<PIXMAX; i++) {
                array[i] += array_private[i];
            }
        }
    }
}
main ()
{
omp_set_num_threads(NUM_THREADS);

for(i=0; i<N4; i++)
   for(j=0; j<N5; j++)
   {
     if(i%3) image[i][j] = (i+j) % PIXMAX;
     else    image[i][j] = (i+i*j) % PIXMAX;
   }
calculate_histo(histo,image);

for (k=0; k<PIXMAX; k++) printf("%9d", histo[k]);
}

実行するたびに異なる結果が得られます.5回の実行での出力:

1.- 3424378  1765911  2356499  1767451  2354765  2123619  2355686  1767270  2355937  1762464
2.- 3359050  1728213  2310171  1727858  2309947  2094584  2309402  1727705  2310021  1726228
3.- 3479377  1782549  2373773  1783920  2372319  2153420  2374614  1785481  2375290  1781468
4.- 3459613  1781119  2362956  1783067  2362662  2154083  2360726  1781994  2362982  1779394
5.- 3434711  1751408  2349619  1750327  2348681  2104916  2348510  1750427  2350599  1747760

問題が解決し、すべて正常に動作しました。助けてくれてありがとう! 私が使用する最終的なコードは次のとおりです。

グローバル変数を使用しない、matrix[i][j] の代わりに matrix[i* 5000 + j] を使用するなど、詳細についてはコメントを参照してください。

#include<stdio.h>
#include<sys/time.h>
#include<omp.h>

#define N4 5000
#define N5 5000
#define PIXMAX 10
#define NUM_THREADS 4

int histo[PIXMAX], image[N4][N5];
int i,j,k;
void calculate_histo(int *array, int matrix[N4][N5]) {

for(i=0; i<PIXMAX; i++) array[i] = 0;

#pragma omp parallel private(i,j)
  {
    int array_private[PIXMAX];

    for(i=0; i<PIXMAX; i++)
      array_private[i] = 0;

#pragma omp for
    for(i=0; i<N4; i++)
      for( j=0; j<N5; j++) {
    array_private[matrix[i][j]]++;
      }

#pragma omp critical
    {
      for( i=0; i<PIXMAX; i++) {
    array[i] += array_private[i];
      }
    }
  }
}

int main () {

  omp_set_num_threads(NUM_THREADS);
  for( i=0; i<N4; i++)
    for( j=0; j<N5; j++) {
      if(i%3) 
        image[i][j] = (i+j) % PIXMAX;
      else
        image[i][j] = (i+i*j) % PIXMAX;
    }

  for ( k=0; k<PIXMAX; k++) 
    printf("%9d", histo[k]);
  printf("\n");

  calculate_histo(histo,image);

  for ( k=0; k<PIXMAX; k++) 
    printf("%9d", histo[k]);
  printf("\n");
  return 0;
}
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2 に答える 2

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プログラムには 2 つの大きな問題があります。

  1. ループ変数に競合状態がありi、j
  2. omp_set_num_threads暗黙的に宣言されている

以下は、修正箇所が強調表示されたソースの修正済みコピーです。

#include<stdio.h>
#include<sys/time.h>
#include<omp.h> // Problem # 2

#define N4 5000
#define N5 5000
#define PIXMAX 10
#define NUM_THREADS 4

int histo[PIXMAX], image[N4][N5];

void calculate_histo(int *array, int matrix[N4][N5]) {

for(int i=0; i<PIXMAX; i++) array[i] = 0;

#pragma omp parallel
  {
    int array_private[PIXMAX];

    for(int i=0; i<PIXMAX; i++) // # Problem # 1
      array_private[i] = 0;

#pragma omp for
    for(int i=0; i<N4; i++)
      for(int j=0; j<N5; j++) { // # Problem # 1
    array_private[matrix[i][j]]++;
      }

#pragma omp critical
    {
      for(int i=0; i<PIXMAX; i++) {
    array[i] += array_private[i];
      }
    }
  }
}

int main () {

  omp_set_num_threads(NUM_THREADS);
  for(int i=0; i<N4; i++)
    for(int j=0; j<N5; j++) {
      if(i%3) 
        image[i][j] = (i+j) % PIXMAX;
      else
        image[i][j] = (i+i*j) % PIXMAX;
    }

  for (int k=0; k<PIXMAX; k++) 
    printf("%9d", histo[k]);
  printf("\n");

  calculate_histo(histo,image);

  for (int k=0; k<PIXMAX; k++) 
    printf("%9d", histo[k]);
  printf("\n");
  return 0;
}

最初のポイントとして、関数の本体内で変数を宣言できるようにする C99 標準を使用することをお勧めします (したがって、変数の使用の局所性を高めます)。

暗黙の宣言について: C で関数を宣言しない場合、そのプロトタイプは を返しint、未定義の数のパラメーターを取ると見なされます。したがって、関数omp_set_num_threads は暗黙的に次のように宣言されます。

int omp_set_num_threads()

それ以外の：

 void omp_set_num_threads(int );

関数を宣言しないことは厳密にはエラーではないため、明示的にそうするように指示されていない場合、コンパイラは通常、問題を提起しません。したがって、次のようにコンパイルすると:

gcc foo.c -fopenmp -o foo

これは気付かれなくなります。したがって、この種の落とし穴を回避するために、コンパイラから利用可能な最大の警告レベルを使用することが一般的に推奨されます。

gcc foo.c -fopenmp -Wall -Werror -pedantic -o foo
于 2013-06-10T06:27:52.113 に答える
1

これを行うために使用できますatomicが、効率的ではありません。より良い方法は、スレッドごとにプライベート配列を使用し、それらを並行して埋めてから、クリティカル セクションで共有配列を埋めることです。以下のコードを参照してください。クリティカル セクションなしでこれを行うことも可能ですが、もう少し複雑ですクリティカル セクションを使用せずに、OpenMP と並行してヒストグラムを埋める (配列削減)

これが私が推奨する関数です（FortranとCは互いに反対のインデックスを作成し、どちらがどれであるかを思い出せないため、matrix [i] [j]の代わりにmatrix [i * 5000 + j]を使用します）。

void foo_omp_v2(int *array, int *matrix) {
    for(int i=0; i<10; i++) array[i] = 0;

    #pragma omp parallel
    {
        int array_private[10];
        for(int i=0; i<10; i++) array_private[i] = 0;

        #pragma omp for
        for(int i=0; i<5000; i++) {
            for(int j=0; j<5000; j++) {
                array_private[matrix[i*5000 + j]]++;
            }
        }
        #pragma omp critical 
        {
            for(int i=0; i<10; i++) {
                array[i] += array_private[i];
            }
        }
    }
}

これは私が使用した完全なコードで、アトミックが悪いことを示しています

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <omp.h>

void foo(int *array, int *matrix) {
    for(int i=0; i<10; i++) array[i] = 0;

    for(int i=0; i<5000; i++) {
        for(int j=0; j<5000; j++) {
          array[matrix[i*5000 + j]]++;
        }
    }

    for(int i=0; i<10; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    } printf("\n");
}

void foo_omp_v1(int *array, int *matrix) {
    for(int i=0; i<10; i++) array[i] = 0;

    #pragma omp parallel for
    for(int i=0; i<5000; i++) {
        for(int j=0; j<5000; j++) {
            #pragma omp atomic
            array[matrix[i*5000 + j]]++;
        }
    }

    for(int i=0; i<10; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    } printf("\n");
}

void foo_omp_v2(int *array, int *matrix) {
    for(int i=0; i<10; i++) array[i] = 0;

    #pragma omp parallel
    {
        int array_private[10];
        for(int i=0; i<10; i++) array_private[i] = 0;

        #pragma omp for
        for(int i=0; i<5000; i++) {
            for(int j=0; j<5000; j++) {
                array_private[matrix[i*5000 + j]]++;
            }
        }
        #pragma omp critical 
        {
            for(int i=0; i<10; i++) {
                array[i] += array_private[i];
            }
        }
    }

    for(int i=0; i<10; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    } printf("\n");
}

int main() {
    int array[10];
    int *matrix = new int[5000*5000];
    for(int i=0; i<(5000*5000); i++) {
        matrix[i]=rand()%10;
    }

    double dtime;

    dtime = omp_get_wtime();
    foo(array, matrix);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("time %f\n", dtime);

    dtime = omp_get_wtime();
    foo_omp_v1(array, matrix);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("time %f\n", dtime);

    dtime = omp_get_wtime();
    foo_omp_v2(array, matrix);
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;
    printf("time %f\n", dtime);

}

これは、GCC と Visual Studio で動作するコードのバージョンです。

#include <stdio.h>
#include <omp.h>
//#include <sys/time.h>

#define N4 5000
#define N5 5000
#define PIXMAX 10
#define NUM_THREADS 4

int histo[PIXMAX], image[N4][N5];
void calculate_histo(int *array, int matrix[N4][N5]) {

    int i;
    for(i=0; i<PIXMAX; i++) array[i] = 0;

    #pragma omp parallel
    {
        int i,j;
        int array_private[PIXMAX];
        for(i=0; i<PIXMAX; i++) array_private[i] = 0;

        #pragma omp for
        for(i=0; i<N4; i++)
            for(j=0; j<N5; j++) {
                array_private[matrix[i][j]]++;
                                }
        #pragma omp critical
        {
            for(i=0; i<PIXMAX; i++) {
                array[i] += array_private[i];
            }
        }
    }
}
int main () {
    omp_set_num_threads(NUM_THREADS);

    int i,j;
    for(i=0; i<N4; i++)
       for(j=0; j<N5; j++)
       {
         if(i%3) image[i][j] = (i+j) % PIXMAX;
         else    image[i][j] = (i+i*j) % PIXMAX;
       }
    calculate_histo(histo,image);

    for (i=0; i<PIXMAX; i++) 
        printf("%9d", histo[i]);
        printf("\n");
}
于 2013-06-08T17:12:14.173 に答える